逆转自噬抑制可改善由具有降解抗性的SPAST突变引起的遗传性痉挛性截瘫患者的神经退行性病变

《Movement Disorders》：Reversing Autophagy Inhibition Ameliorates Neurodegeneration in Hereditary Spastic Paraplegia Caused by a Degradation-Resistant SPAST Mutation

本研究揭示SPAST突变体p.I344E通过抑制泛素-蛋白酶体降解机制导致SPG4型遗传性痉挛性截瘫，并证实自噬功能障碍是致病关键。实验通过表达分析、类脑器官模型及 Rapamycin 干预，发现突变体蛋白异常积累、微管动力学失衡及自噬流下降，而自噬调节剂可改善病理状态。该研究突破传统功能不全假说，为HSPs治疗提供新靶点。

　　

摘要

背景

遗传性痉挛性截瘫（HSPs）是一类单基因神经退行性疾病，其中导致痉挛性截瘫4型（SPG4）的SPAST突变是最常见的HSP类型。SPAST突变使SPASTIN蛋白水平超过单倍剂量不足的水平，但其具体机制及下游影响尚不清楚。

方法

我们在一名患有SPG4的中国年轻女性患者中鉴定出一种新的SPAST错义突变（p.I344E）。我们将野生型（WT）和突变型（I344E/K）的SPAST蛋白在HEK293细胞中表达，用于进行生化及功能检测，包括环己酰亚胺处理、泛素化分析及免疫荧光实验。通过体细胞重编程和CRISPR基因编辑技术，我们制备了患者来源的诱导多能干细胞（iPSCs）及其同基因对照细胞，并将这两类细胞分化为脑类器官。

结果

由于泛素-蛋白酶体介导的降解机制受损，I344E/K-SPASTIN蛋白的稳态水平显著高于WT-SPASTIN；其中I344E突变体的蛋白积累最为明显。突变型SPASTIN在细胞内的定位异常，微管切割活性降低，乙酰化微管含量增加，这些现象可通过过表达WT-SPASTIN得到缓解。在患者来源的脑类器官中，I344E突变导致p62/SQSTM1聚集物增多、自噬过程减弱以及神经元死亡增加。雷帕霉素能够恢复自噬功能，降低p62水平并减少细胞死亡。

结论

我们的研究证实了自噬功能障碍与SPG4发病机制之间的关联，并表明I344E突变通过功能增强机制发挥作用。这些发现挑战了现有的单倍剂量不足模型，提示自噬调节可能成为治疗SPG4及其他HSPs的有效策略。? 2025 国际帕金森病与运动障碍协会。

数据可用性声明

如需额外数据、材料或实验方案，可向相应作者（T.L.和M.Z.）提出合理请求。本文中提到的患者基因突变信息已存入国家基因组数据中心（National Genomics Data Center）的GenBase数据库，具体编号为GB0007520，可通过https://ngdc.cncb.ac.cn/genbase公开获取。